地球绕太阳公转是地球沿椭圆轨道环绕太阳的周期性运动，平均轨道速度约29.78公里/秒，轨道偏心率0.0167，平均距离为1.496亿公里（一个天文单位）。地球自转轴与公转轨道面形成66°34′夹角，其补角23°26′称为黄赤交角，导致太阳直射点南北移动，形成四季更替与五带划分。
18世纪前因缺乏精确测量，太阳系比例尺无法确定。1716年哈雷提出通过金星凌日测算日地距离。1771年，法国天文学家拉兰德率先利用1761年、1769年两次金星凌日的观测数据计算出日地距离；1824年，德国天文学家恩克又利用这两次观测数据计算，得出日地距离约1.53亿公里。1874-1882年进一步观测将精度提升至1.4934亿公里。公转周期包含恒星年（365日6小时9分）与回归年（365日5小时48分），后者作为历法基准，通过闰年机制协调时间差。
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